湖南省慈利县三合口矿区饰面用灰岩矿的地质特征找矿标志及质量评价

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摘 要  随着城镇建设快速发展和人民生活水平提高，我国饰面石材行业发展迅速，无污染、无放射性饰面石材市场需求量越来越大。慈利县三合口矿区饰面用灰岩矿是一种优质的天然建筑饰面材料，放射性核素限量指标均符合GB6566-2001标准中A类装饰材料的要求，使用范围不受限制，能够广泛适用于住宅、宾馆楼房、园林等建筑装饰工程，极具发展前景。该饰面用灰岩矿体走向、倾向延伸较稳定，厚度较大。本文简述了该矿区饰面用灰岩矿的成矿地质特征、找矿标志及质量评价。

关键词  慈利县;饰面用灰岩;地质特征

中图分类号：P624.6                      文献标识码：A

Abstract： China"s facing stone industry develops rapidly with the rapid development of urban construction and the improvement of people"s living standards.The market demand for facing stone without pollution and radiation is increasing. Facing limestone ore in Sanhekou mining area of Cili County is a kind of high quality natural building facing material.The limit indexes of radionuclides meet the requirements of Class A decorative materials in GB6566-2001 standard， and the scope of use is not limited and can be widely used in residential， hotel buildings， gardens and other building decoration projects， with great development prospects. The trend and tendency extension of the facing limestone ore body is stable and the thickness is large. This paper briefly describes the ore body geological characteristics， prospecting target of facing limestone ore in the mining area，and the quality evaluation.

Keywords： Cili County; facing limestone; geological characteristics

1  成矿地质背景

1.1 地层

矿区位于扬子地台东南缘，与江南古陆毗邻，自古生代至中生代三叠纪以来一直处于浅海—滨海相沉积，地壳除个别时期处于上升期而外，总体处于沉降阶段。江南古陆长期隆起风化、剥蚀，带来丰富的沉积物质来源，在相对稳定的浅海沉积环境中，形成了巨厚的以灰岩、白云岩为主的沉积岩和沉积矿产。

区内及周边出露有三叠系嘉陵江组、大冶组、二叠系长兴组、吴家坪组、泥盆系中上统地层。第四系仅分布于山坡平缓和低洼地段，分布零星，厚度较薄。

1.2 构造

矿区区域地质构造位置处于石门—桑植复向斜中段，区域断裂构造不发育。

矿区地处龙阳潭湾倒转向斜北西倒转翼中段，地层呈倒转单斜状，次级褶皱不发育。矿区地质构造复杂程度简单（见图1）。

2  饰面用灰岩矿床特征

2.1 含矿岩系特征

本区下三叠统嘉陵江组下段第一亚段属饰面用灰岩矿的含矿岩系，该含矿岩系岩性特征由上至下为：

上覆：嘉陵江组下段第二亚段（T1j1-2）灰色中厚层～厚层状含白云质灰岩。

整合接触

嘉陵江组下段第一亚段（T1j1-1）：

⑤灰白、浅红、灰色中厚层状灰质白云岩。风化表面刀砍状断口较密集，内部微裂隙发育;底部单层厚层最小只有12cm，岩层均厚37.72m。       

④饰面用灰岩矿层（Ⅱ矿层），其品种为奶油白。组成矿体的岩性为灰白色厚层～巨厚层状白云质灰岩。底部颜色常呈灰黄色，往上过渡为灰白色;中晶结构;在矿区西段可见一层厚约1.20m中粒砂状白云岩，Ⅱ矿层均厚约21m。     

③白云质灰岩：浅灰、灰黄、紫红色薄～厚层状白云质灰岩，细～中晶结构，为Ⅰ、Ⅱ矿层之间的夹层，颜色、单层厚度不符合饰面石材矿要求，岩层厚3.4～13.45m。

②饰面用灰岩矿层（Ⅰ矿层），其品种为奶油黄。组成矿体的岩性为灰黄色厚层～巨厚层状白云质灰岩，Ⅰ矿层均厚约38.69m。                 

①灰色厚层状石灰岩，偶夹灰白色、灰黄色厚层状白云質灰岩，岩层厚21.02m。

整合接触

下伏：大冶组（T1dy）灰色微层～薄层状石灰岩，偶夹灰色中厚层状石灰岩。

2.2 矿层特征

2.2.1 Ⅰ矿层

该矿层主要由灰黄色厚层～巨厚层状白云质灰岩组成，Ⅰ矿层走向延伸稳定，长度大于5.46km。矿层厚度12.18～77.43m，均厚38.69m。矿层产状基本与围岩产状一致，总体倾向约330°（倒转）、总体倾角约80°。

2.2.2 Ⅱ矿层

该矿层主要由灰白色厚层～巨厚层状白云质灰岩组成，Ⅱ矿层在矿区范围内地表沿走向在西段较稳定，而在东段不稳定;沿倾向方向延伸稳定性差，Ⅱ矿层厚度约10.0～35m，平均厚21m。矿层产状与围岩产状基本一致。

2.3 矿体特征

矿区共圈定五个饰面用灰岩矿工业矿体，其中Ⅰ矿层中圈定二个，自西往东编号为Ⅰ1、Ⅰ2矿体;Ⅱ矿层中圈定矿体三个，自西往东编号为Ⅱ1、Ⅱ2、Ⅱ3矿体。

2.3.1矿体规模、形态、产状及厚度

①Ⅰ1矿体：“奶油黄”品种矿体，出露长约1856m。矿体厚12.18～42.61m，均厚29.17m。矿体呈似层状，产状基本与围岩产状（倒转）一致，为322～347°∠70～86°。

②Ⅰ2矿体：“奶油黄”品种矿体，出露长约2260m，矿体厚13.95～53.21m，平均厚36.17m。矿体呈似层状，倒转产状：330～347°∠70～89°。

③Ⅱ1矿体： “奶油白”品种矿体，区内出露长约1630m，矿体呈似层状～透镜状，矿体厚12.53～33.46m，均厚26.83m。产状基本与围岩产状（倒转）一致，倾向约330～347°、倾角约70～89°。

④Ⅱ2矿体： “奶油白”品种矿体，区内出露长约1810m。呈似层状～透镜状，地表控制厚度9.38～19.34m，平均厚度13.38m;深部厚7.64～19.34m，略有变薄。产状基本与围岩产状（倒转）基本一致为倒转产状，倾向322～347°、倾角约74～88°。

⑤Ⅱ3矿体： “奶油白”品种矿体，区内出露长约420m。矿体最大垂深40m，呈透镜状，仅有32线地表控制，厚8.6m，深部在钻孔中已尖灭。产状基本与围岩产状（倒转）基本一致，倾向322～347°、倾角约74～88°。

以上各矿体特征见图2。

2.3.2  矿体节理、裂隙发育特征

节理一般较规则，少数呈X型，以构造型为主，多为密闭状，偶见微张节理。矿体中节理频率0.14～0.22条/m，平均0.20条/m。层面率0.19～0.31条/m2、平均0.23条/m2。节理间距一般大于0.40m。本矿区构造以褶皱为主，经分期与配套，认为相对较发育的是走向325°的第1套第1期剪节理，走向65°～75°的第3套第2期张节理及与F1断裂有关的1组晚期剪节理;次为走向45°左右的第1套第1期剪节理，走向5°左右的第1套第1期张节理。详见图3节理玫瑰花图。

2.4 矿石质量

2.4.1 花色品种

本矿区饰面用灰岩矿主要为 “奶油黄”、“奶油白”两个品种。

“奶油黄”品种：底色为米黄色，一般颜色均一，花纹主要表现为紫红色蛛丝纹，形似蜘蛛网状，在装饰面呈紫红色的色线状;此外，局部矿石可具褐黄蛛丝纹、米黄蛛丝纹;当底色呈较纯的米黄色时，基本难见色线或仅有浅白色微细网纹，或少数矿石仅见有白云石、方解石巨晶形成的半透明状晶斑。抛光后呈玻璃光泽，可获较好的光泽度。属中高档饰面石材品种。

“奶油白”品种：底色为灰白色，一般颜色均一，局部矿石显淡红色，亦可见极少量淡灰色云朵状的色斑。花纹主要表现为紫红色蛛丝纹，少量表现为浅白色微细网纹，不同程度地增强了装饰性能。抛光后显玻璃光泽，光泽度好，属高档饰面石材品种。

2.4.2矿石组分及结构构造

（1）矿石的组分

矿石的矿物成分主要由矿石矿物方解石组成，含量65～72%。此外，含少量白云石、石英及铁泥质等其它矿物。其中白云石含量3～33%，石英含量2～5%。

矿石主要化学成分为CaO、MgO，次为SiO2、Al2O3、F2O3，微量TiO2、K2O、Na2O等。矿石各花色品种及矿体顶底板岩石化学成分详见表1。

（2）矿石的结构构造

根据矿区岩矿鉴定报告，矿石的岩性为白云质灰岩，呈灰白、灰黄色，粉晶～细晶结构，块状构造。主要由方解石、白云石组成，含少量的石英和铁泥质等其它矿物。方解石，它形粒状，晶粒变化较大， 0.01～0.5mm不等，局部方解石呈不规则脉状充填，结晶程度高，最大约2.5mm。白云石半自形、它形粒状，在方解石区域中的白云石自形程度较高。石英，粉砂状，次棱角状。铁泥质，多呈丝状，浸染状分布。见图4、图5、图6、图7）。

2.4.3矿石的物理力学性能

据样品物理力学性能测试报告，除弯曲强度只达到中密度板材要求外，其他各项指标均符合高密度板材要求。放射性均达到了A类装饰板材要求。其矿石物理力学性能测试结果见表2。

2.5 荒料率

据10个剥土点测定，全区体图解荒料率：平均值50.47%，其中西段52.45%，东段48.50%。

试采荒料场体图解荒料率（Hst）为48.75%，试采荒料率为41.92%，体图解荒料率的校正系数（Kh）为0.86。全区理论荒料率（Hl）为43.41%（其中西段为45.12%，东段为41.71%）。

3  矿石加工技术性能

据《三合口矿区矿石加工技术性能测试报告》，其矿石锯、切、磨及抛光性能良好，各项测试指标均可达到“一等品”或“优等品”的要求。“奶油黄”品种加工板材率达到37.50 m2/ m3，“奶油白”品种加工板材率达34.80 m2/ m3。

4  找矿标志

在湘西北地区，针对“米黄”系列的饰面石材矿，其主要找矿标志有地层、岩相、及岩性标志。

4.1 地层标志

“奶油黄”及“奶油白”的“米黄”系列的饰面石材矿，赋存于下三叠统嘉陵江组下段第一亚段地层中，因属沉积矿产，在湘西北地区严格受此地层控制，矿层的分布与该含矿岩系展布一致，而含矿岩系仅在桑植～石门一带发育较好。

4.2 岩相古地理标志

本类矿床严格受古地理环境、岩相控制。含矿地层所属的下三叠统，其地层分区属扬子地层区之“湘北区”，以浅海相碳酸盐岩沉积为主。而矿区所处桑植～石门小区，属局限～半局限台地沉积环境，应是碳酸盐岩相区，是本类矿床成矿最有利的岩相古地理环境。

4.3 岩性标志

在含矿岩系地层中，灰黄色及灰白色厚层～巨厚层状白云质灰岩，为最直接的找矿标志。

5  结语

慈利县三合口矿区饰面用灰岩矿产于三叠统嘉陵江组下段第一亚段中，可分为“奶油黄”（Ⅰ矿层）和“奶油白”（Ⅱ矿层）两个品种，矿体总体厚度变化小，产状与围岩一致，呈层状产出。物理力学性能良好，达到中、高密度A类装饰板材要求;其花色品种优美，属高档饰面石材品种。本次收集了大量的野外地质资料和室内分析鉴定资料，并对矿区进行了较详细的地质特征及找矿标志分析。

参考文献/References

[1]地质出版社，湖南省岩石地层[M]1988年.

[2] 403队，《湖南省慈利县三合口矿区饰面用灰岩矿详查报告》，2019年4月.

[3] 403队，《湖南省地质矿产勘查开发局四0三队化验室岩矿鉴定报告》（2018-H018-H0131-H0142）.2018年4月.

[4]張家界汇丰矿业有限公司，《慈利县三合口矿区饰面石灰岩矿石加工技术性能测试报告》2017年12月.

[5] 403队，《慈利县三合镇香垭饰面用灰岩矿资源储量核实报告》，2019年1月.

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